개념 한 쪽
지진에 견디는 구조는 힘을 받는 방식과 지반의 성질을 함께 고려한다. 초고층 건물은 외곽을 관처럼 묶어 횡하중에 맞서고, 지반은 단단한 정도에 따라 등급을 나눈다. 건물이 늘고 줄어드는 변형을 흡수하는 줄눈도 지진과 온도 변화에 대비한 장치다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「지진저항시스템」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 설치 위치 판단 | 1 | 신축줄눈 설치 위치 가려기 |
| 구조 형식 파악 | 2 | 외곽 기둥을 밀집시킨 구조 형식 고르기 |
가장 자주 묻는 것은 구조 형식 파악입니다.
튜브 구조는 외곽기둥을 밀실하게 배치하고 일체화해 건물 전체가 하나의 관처럼 횡하중에 저항하는 형식이다. 초고층 건물에서 바람과 지진에 의한 횡변형을 줄이는 데 유리하다. 메가칼럼이나 대각가새, 전단벽은 각각 다른 원리로 횡력을 받으며 외곽을 관처럼 묶지는 않는다.
지진력저항시스템은 여러 방식이 있다. 모멘트골조는 보와 기둥의 연결로 힘을 받고, 연성모멘트골조는 접합부의 연성을 높여 흔들려도 무너지지 않게 한다. 이중골조시스템은 연성모멘트골조와 전단벽이나 가새골조를 조합해 한쪽이 힘을 잃어도 다른 쪽이 버티게 한다.
지반의 성질도 설계의 기준이다. 건축구조기준은 지반을 SA부터 SE까지 다섯 등급으로 나누며, SA가 가장 단단한 암반이고 SE가 가장 연약한 토사 지반이다. SD는 단단한 토사 지반이다. 지반이 연약할수록 지진의 흔들림이 커질 수 있으므로 등급을 설계에 반영한다.
신축줄눈은 온도 변화와 콘크리트 수축으로 생기는 변형을 흡수한다. 기존 건물과 증축 건물이 만나는 곳, 저층과 고층이 연결되는 곳처럼 구조가 불연속인 자리에 설치한다. 단순히 길이가 30m를 넘는다는 이유만으로 설치 대상이 되는 것은 아니다.
학습목표: 튜브 시스템의 정의와 횡하중 저항 방식을 설명할 수 있다.
튜브 시스템(Tube System)은 3차원 구조로 전체 건물의 외부 경계면을 사용하여 횡하 중에 저항하는 구조이다.
NCS 학습모듈 1403010204 구조계획 · 1-2. 효과적인 재료 및 구조 시스템 선정
지진저항 문제는 구조형식의 이름과 지반 등급을 바꾸어 놓는다. 외곽기둥을 밀집시킨 형식을 메가칼럼이나 대각가새로 소개하거나, SA와 SE의 순서를 뒤집으면 틀리다. 신축줄눈을 길이 30m 초과 건물에 반드시 설치해야 한다고 하거나, 구조 불연속부를 설치 위치에서 빼는 선지도 함정이다. 이중골조의 부담 비율을 75%나 100%로 적는 것도 정의와 어긋난다.
철근콘크리트 건물에 있어서 신축줄눈(expansion joint)을 설치해야 하는 위치로 부적당한 것은?
정답 ③ · 철근콘크리트 건물에서 신축줄눈을 설치할 필요가 없는 위치를 묻는 문제이다. 신축줄눈은 건물의 부등침하나 온도변화에 의한 응력, 높이와 강성이 다른 구조물 접합부의 상대변형을 흡수하기 위해 설치하므로 기존건물과 증축건물의 접합부, 저층 건물과 고층 건물의 접속부, 두 고층 사이의 긴 저층건물 등 구조적으로 불연속이 되는 부위에 설치하는 것이 타당하다.
신축줄눈은 구조물의 변형을 흡수하기 위해 설치하며, 길이 30m 미만은 일반적으로 필요 없다.
초고층건물의 구조형식 중 건물의 외곽 기둥을 밀실하게 배치하고 일체화하여 초고층 건물을 계획하는 구조형식은?
정답 ④ · 외곽 기둥을 밀실하게 배치하여 일체화하는 초고층 구조형식을 묻는 문제이다. 튜브 구조는 건물 외곽에 기둥과 보를 밀접하게 배치하여 건물 전체가 관처럼 거동하게 함으로써 횡하중에 대한 저항성을 극대화한 방식으로, 초고층 건물에 널리 적용된다.
외부 기둥을 밀집시켜 관처럼 작동하게 하는 튜브 구조는 초고층 건물의 횡하중 저항에 최적화되어 있다.
건축구조기준(KBC2009)의 지반의 분류 중 지반종류와 호칭이 옳게 연결된 것은?
정답 ④ · 건축구조기준(KBC)의 지반 분류에서 지반종류 호칭은 SA(단단한 암반), SB(보통 암반), SC(연암 지반), SD(단단한 토사 지반), SE(연약한 토사 지반)로 분류됩니다. 따라서 SD가 '단단한 토사 지반'을 의미하므로 4번이 올바르게 연결된 것입니다.
KBC 지반종류는 SA(단단한암반)부터 SE(연약토사)까지 순으로 연약해지며 SD는 단단한토사이다.
건축기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.